# 函数的扩展

## 函数参数的默认值

### 基本用法

在ES6之前，不能直接为函数的参数指定默认值，只能采用变通的方法。

```javascript
function log(x, y) {
  y = y || 'World';
  console.log(x, y);
}

log('Hello') // Hello World
log('Hello', 'China') // Hello China
log('Hello', '') // Hello World
```

上面代码检查函数`log`的参数`y`有没有赋值，如果没有，则指定默认值为`World`。这种写法的缺点在于，如果参数`y`赋值了，但是对应的布尔值为`false`，则该赋值不起作用。就像上面代码的最后一行，参数`y`等于空字符，结果被改为默认值。

为了避免这个问题，通常需要先判断一下参数`y`是否被赋值，如果没有，再等于默认值。

```javascript
if (typeof y === 'undefined') {
  y = 'World';
}
```

ES6允许为函数的参数设置默认值，即直接写在参数定义的后面。

```javascript
function log(x, y = 'World') {
  console.log(x, y);
}

log('Hello') // Hello World
log('Hello', 'China') // Hello China
log('Hello', '') // Hello
```

可以看到，ES6的写法比ES5简洁许多，而且非常自然。下面是另一个例子。

```javascript
function Point(x = 0, y = 0) {
  this.x = x;
  this.y = y;
}

var p = new Point();
p // { x: 0, y: 0 }
```

除了简洁，ES6的写法还有两个好处：首先，阅读代码的人，可以立刻意识到哪些参数是可以省略的，不用查看函数体或文档；其次，有利于将来的代码优化，即使未来的版本在对外接口中，彻底拿掉这个参数，也不会导致以前的代码无法运行。

参数变量是默认声明的，所以不能用`let`或`const`再次声明。

```javascript
function foo(x = 5) {
  let x = 1; // error
  const x = 2; // error
}
```

上面代码中，参数变量`x`是默认声明的，在函数体中，不能用`let`或`const`再次声明，否则会报错。

### 与解构赋值默认值结合使用

参数默认值可以与解构赋值的默认值，结合起来使用。

```javascript
function foo({x, y = 5}) {
  console.log(x, y);
}

foo({}) // undefined, 5
foo({x: 1}) // 1, 5
foo({x: 1, y: 2}) // 1, 2
foo() // TypeError: Cannot read property 'x' of undefined
```

上面代码使用了对象的解构赋值默认值，而没有使用函数参数的默认值。只有当函数`foo`的参数是一个对象时，变量`x`和`y`才会通过解构赋值而生成。如果函数`foo`调用时参数不是对象，变量`x`和`y`就不会生成，从而报错。如果参数对象没有`y`属性，`y`的默认值5才会生效。

下面是另一个对象的解构赋值默认值的例子。

```javascript
function fetch(url, { body = '', method = 'GET', headers = {} }) {
  console.log(method);
}

fetch('http://example.com', {})
// "GET"

fetch('http://example.com')
// 报错
```

上面代码中，如果函数`fetch`的第二个参数是一个对象，就可以为它的三个属性设置默认值。

上面的写法不能省略第二个参数，如果结合函数参数的默认值，就可以省略第二个参数。这时，就出现了双重默认值。

```javascript
function fetch(url, { method = 'GET' } = {}) {
  console.log(method);
}

fetch('http://example.com')
// "GET"
```

上面代码中，函数`fetch`没有第二个参数时，函数参数的默认值就会生效，然后才是解构赋值的默认值生效，变量`method`才会取到默认值`GET`。

再请问下面两种写法有什么差别？

```javascript
// 写法一
function m1({x = 0, y = 0} = {}) {
  return [x, y];
}

// 写法二
function m2({x, y} = { x: 0, y: 0 }) {
  return [x, y];
}
```

上面两种写法都对函数的参数设定了默认值，区别是写法一函数参数的默认值是空对象，但是设置了对象解构赋值的默认值；写法二函数参数的默认值是一个有具体属性的对象，但是没有设置对象解构赋值的默认值。

```javascript
// 函数没有参数的情况
m1() // [0, 0]
m2() // [0, 0]

// x和y都有值的情况
m1({x: 3, y: 8}) // [3, 8]
m2({x: 3, y: 8}) // [3, 8]

// x有值，y无值的情况
m1({x: 3}) // [3, 0]
m2({x: 3}) // [3, undefined]

// x和y都无值的情况
m1({}) // [0, 0];
m2({}) // [undefined, undefined]

m1({z: 3}) // [0, 0]
m2({z: 3}) // [undefined, undefined]
```

### 参数默认值的位置

通常情况下，定义了默认值的参数，应该是函数的尾参数。因为这样比较容易看出来，到底省略了哪些参数。如果非尾部的参数设置默认值，实际上这个参数是没法省略的。

```javascript
// 例一
function f(x = 1, y) {
  return [x, y];
}

f() // [1, undefined]
f(2) // [2, undefined])
f(, 1) // 报错
f(undefined, 1) // [1, 1]

// 例二
function f(x, y = 5, z) {
  return [x, y, z];
}

f() // [undefined, 5, undefined]
f(1) // [1, 5, undefined]
f(1, ,2) // 报错
f(1, undefined, 2) // [1, 5, 2]
```

上面代码中，有默认值的参数都不是尾参数。这时，无法只省略该参数，而不省略它后面的参数，除非显式输入`undefined`。

如果传入`undefined`，将触发该参数等于默认值，`null`则没有这个效果。

```javascript
function foo(x = 5, y = 6) {
  console.log(x, y);
}

foo(undefined, null)
// 5 null
```

上面代码中，`x`参数对应`undefined`，结果触发了默认值，`y`参数等于`null`，就没有触发默认值。

### 函数的length属性

指定了默认值以后，函数的`length`属性，将返回没有指定默认值的参数个数。也就是说，指定了默认值后，`length`属性将失真。

```javascript
(function (a) {}).length // 1
(function (a = 5) {}).length // 0
(function (a, b, c = 5) {}).length // 2
```

上面代码中，`length`属性的返回值，等于函数的参数个数减去指定了默认值的参数个数。比如，上面最后一个函数，定义了3个参数，其中有一个参数`c`指定了默认值，因此`length`属性等于`3`减去`1`，最后得到`2`。

这是因为`length`属性的含义是，该函数预期传入的参数个数。某个参数指定默认值以后，预期传入的参数个数就不包括这个参数了。同理，rest参数也不会计入`length`属性。

```javascript
(function(...args) {}).length // 0
```

如果设置了默认值的参数不是尾参数，那么`length`属性也不再计入后面的参数了。

```javascript
(function (a = 0, b, c) {}).length // 0
(function (a, b = 1, c) {}).length // 1
```

### 作用域

一个需要注意的地方是，如果参数默认值是一个变量，则该变量所处的作用域，与其他变量的作用域规则是一样的，即先是当前函数的作用域，然后才是全局作用域。

```javascript
var x = 1;

function f(x, y = x) {
  console.log(y);
}

f(2) // 2
```

上面代码中，参数`y`的默认值等于`x`。调用时，由于函数作用域内部的变量`x`已经生成，所以`y`等于参数`x`，而不是全局变量`x`。

如果调用时，函数作用域内部的变量`x`没有生成，结果就会不一样。

```javascript
let x = 1;

function f(y = x) {
  let x = 2;
  console.log(y);
}

f() // 1
```

上面代码中，函数调用时，`y`的默认值变量`x`尚未在函数内部生成，所以`x`指向全局变量。

如果此时，全局变量`x`不存在，就会报错。

```javascript
function f(y = x) {
  let x = 2;
  console.log(y);
}

f() // ReferenceError: x is not defined
```

下面这样写，也会报错。

```javascript
var x = 1;

function foo(x = x) {
  // ...
}

foo() // ReferenceError: x is not defined
```

上面代码中，函数`foo`的参数`x`的默认值也是`x`。这时，默认值`x`的作用域是函数作用域，而不是全局作用域。由于在函数作用域中，存在变量`x`，但是默认值在`x`赋值之前先执行了，所以这时属于暂时性死区（参见《let和const命令》一章），任何对`x`的操作都会报错。

如果参数的默认值是一个函数，该函数的作用域是其声明时所在的作用域。请看下面的例子。

```javascript
let foo = 'outer';

function bar(func = x => foo) {
  let foo = 'inner';
  console.log(func()); // outer
}

bar();
```

上面代码中，函数`bar`的参数`func`的默认值是一个匿名函数，返回值为变量`foo`。这个匿名函数声明时，`bar`函数的作用域还没有形成，所以匿名函数里面的`foo`指向外层作用域的`foo`，输出`outer`。

如果写成下面这样，就会报错。

```javascript
function bar(func = () => foo) {
  let foo = 'inner';
  console.log(func());
}

bar() // ReferenceError: foo is not defined
```

上面代码中，匿名函数里面的`foo`指向函数外层，但是函数外层并没有声明`foo`，所以就报错了。

下面是一个更复杂的例子。

```javascript
var x = 1;
function foo(x, y = function() { x = 2; }) {
  var x = 3;
  y();
  console.log(x);
}

foo() // 3
```

上面代码中，函数`foo`的参数`y`的默认值是一个匿名函数。函数`foo`调用时，它的参数`x`的值为`undefined`，所以`y`函数内部的`x`一开始是`undefined`，后来被重新赋值`2`。但是，函数`foo`内部重新声明了一个`x`，值为`3`，这两个`x`是不一样的，互相不产生影响，因此最后输出`3`。

如果将`var x = 3`的`var`去除，两个`x`就是一样的，最后输出的就是`2`。

```javascript
var x = 1;
function foo(x, y = function() { x = 2; }) {
  x = 3;
  y();
  console.log(x);
}

foo() // 2
```

### 应用

利用参数默认值，可以指定某一个参数不得省略，如果省略就抛出一个错误。

```javascript
function throwIfMissing() {
  throw new Error('Missing parameter');
}

function foo(mustBeProvided = throwIfMissing()) {
  return mustBeProvided;
}

foo()
// Error: Missing parameter
```

上面代码的`foo`函数，如果调用的时候没有参数，就会调用默认值`throwIfMissing`函数，从而抛出一个错误。

从上面代码还可以看到，参数`mustBeProvided`的默认值等于`throwIfMissing`函数的运行结果（即函数名之后有一对圆括号），这表明参数的默认值不是在定义时执行，而是在运行时执行（即如果参数已经赋值，默认值中的函数就不会运行），这与python语言不一样。

另外，可以将参数默认值设为`undefined`，表明这个参数是可以省略的。

```javascript
function foo(optional = undefined) { ··· }
```

## rest参数

ES6引入rest参数（形式为“...变量名”），用于获取函数的多余参数，这样就不需要使用arguments对象了。rest参数搭配的变量是一个数组，该变量将多余的参数放入数组中。

```javascript
function add(...values) {
  let sum = 0;

  for (var val of values) {
    sum += val;
  }

  return sum;
}

add(2, 5, 3) // 10
```

上面代码的add函数是一个求和函数，利用rest参数，可以向该函数传入任意数目的参数。

下面是一个rest参数代替arguments变量的例子。

```javascript
// arguments变量的写法
function sortNumbers() {
  return Array.prototype.slice.call(arguments).sort();
}

// rest参数的写法
const sortNumbers = (...numbers) => numbers.sort();
```

上面代码的两种写法，比较后可以发现，rest参数的写法更自然也更简洁。

rest参数中的变量代表一个数组，所以数组特有的方法都可以用于这个变量。下面是一个利用rest参数改写数组push方法的例子。

```javascript
function push(array, ...items) {
  items.forEach(function(item) {
    array.push(item);
    console.log(item);
  });
}

var a = [];
push(a, 1, 2, 3)
```

注意，rest参数之后不能再有其他参数（即只能是最后一个参数），否则会报错。

```javascript
// 报错
function f(a, ...b, c) {
  // ...
}
```

函数的length属性，不包括rest参数。

```javascript
(function(a) {}).length  // 1
(function(...a) {}).length  // 0
(function(a, ...b) {}).length  // 1
```

## 扩展运算符

### 含义

扩展运算符（spread）是三个点（`...`）。它好比rest参数的逆运算，将一个数组转为用逗号分隔的参数序列。

```javascript
console.log(...[1, 2, 3])
// 1 2 3

console.log(1, ...[2, 3, 4], 5)
// 1 2 3 4 5

[...document.querySelectorAll('div')]
// [<div>, <div>, <div>]
```

该运算符主要用于函数调用。

```javascript
function push(array, ...items) {
  array.push(...items);
}

function add(x, y) {
  return x + y;
}

var numbers = [4, 38];
add(...numbers) // 42
```

上面代码中，`array.push(...items)`和`add(...numbers)`这两行，都是函数的调用，它们的都使用了扩展运算符。该运算符将一个数组，变为参数序列。

扩展运算符与正常的函数参数可以结合使用，非常灵活。

```javascript
function f(v, w, x, y, z) { }
var args = [0, 1];
f(-1, ...args, 2, ...[3]);
```

### 替代数组的apply方法

由于扩展运算符可以展开数组，所以不再需要`apply`方法，将数组转为函数的参数了。

```javascript
// ES5的写法
function f(x, y, z) {
  // ...
}
var args = [0, 1, 2];
f.apply(null, args);

// ES6的写法
function f(x, y, z) {
  // ...
}
var args = [0, 1, 2];
f(...args);
```

下面是扩展运算符取代`apply`方法的一个实际的例子，应用`Math.max`方法，简化求出一个数组最大元素的写法。

```javascript
// ES5的写法
Math.max.apply(null, [14, 3, 77])

// ES6的写法
Math.max(...[14, 3, 77])

// 等同于
Math.max(14, 3, 77);
```

上面代码表示，由于JavaScript不提供求数组最大元素的函数，所以只能套用`Math.max`函数，将数组转为一个参数序列，然后求最大值。有了扩展运算符以后，就可以直接用`Math.max`了。

另一个例子是通过`push`函数，将一个数组添加到另一个数组的尾部。

```javascript
// ES5的写法
var arr1 = [0, 1, 2];
var arr2 = [3, 4, 5];
Array.prototype.push.apply(arr1, arr2);

// ES6的写法
var arr1 = [0, 1, 2];
var arr2 = [3, 4, 5];
arr1.push(...arr2);
```

上面代码的ES5写法中，`push`方法的参数不能是数组，所以只好通过`apply`方法变通使用`push`方法。有了扩展运算符，就可以直接将数组传入`push`方法。

下面是另外一个例子。

```javascript
// ES5
new (Date.bind.apply(Date, [null, 2015, 1, 1]))
// ES6
new Date(...[2015, 1, 1]);
```

### 扩展运算符的应用

**（1）合并数组**

扩展运算符提供了数组合并的新写法。

```javascript
// ES5
[1, 2].concat(more)
// ES6
[1, 2, ...more]

var arr1 = ['a', 'b'];
var arr2 = ['c'];
var arr3 = ['d', 'e'];

// ES5的合并数组
arr1.concat(arr2, arr3);
// [ 'a', 'b', 'c', 'd', 'e' ]

// ES6的合并数组
[...arr1, ...arr2, ...arr3]
// [ 'a', 'b', 'c', 'd', 'e' ]
```

**（2）与解构赋值结合**

扩展运算符可以与解构赋值结合起来，用于生成数组。

```javascript
// ES5
a = list[0], rest = list.slice(1)
// ES6
[a, ...rest] = list
```

下面是另外一些例子。

```javascript
const [first, ...rest] = [1, 2, 3, 4, 5];
first // 1
rest  // [2, 3, 4, 5]

const [first, ...rest] = [];
first // undefined
rest  // []:

const [first, ...rest] = ["foo"];
first  // "foo"
rest   // []
```

如果将扩展运算符用于数组赋值，只能放在参数的最后一位，否则会报错。

```javascript
const [...butLast, last] = [1, 2, 3, 4, 5];
// 报错

const [first, ...middle, last] = [1, 2, 3, 4, 5];
// 报错
```

**（3）函数的返回值**

JavaScript的函数只能返回一个值，如果需要返回多个值，只能返回数组或对象。扩展运算符提供了解决这个问题的一种变通方法。

```javascript
var dateFields = readDateFields(database);
var d = new Date(...dateFields);
```

上面代码从数据库取出一行数据，通过扩展运算符，直接将其传入构造函数`Date`。

**（4）字符串**

扩展运算符还可以将字符串转为真正的数组。

```javascript
[...'hello']
// [ "h", "e", "l", "l", "o" ]
```

上面的写法，有一个重要的好处，那就是能够正确识别32位的Unicode字符。

```javascript
'x\uD83D\uDE80y'.length // 4
[...'x\uD83D\uDE80y'].length // 3
```

上面代码的第一种写法，JavaScript会将32位Unicode字符，识别为2个字符，采用扩展运算符就没有这个问题。因此，正确返回字符串长度的函数，可以像下面这样写。

```javascript
function length(str) {
  return [...str].length;
}

length('x\uD83D\uDE80y') // 3
```

凡是涉及到操作32位Unicode字符的函数，都有这个问题。因此，最好都用扩展运算符改写。

```javascript
let str = 'x\uD83D\uDE80y';

str.split('').reverse().join('')
// 'y\uDE80\uD83Dx'

[...str].reverse().join('')
// 'y\uD83D\uDE80x'
```

上面代码中，如果不用扩展运算符，字符串的`reverse`操作就不正确。

**（5）实现了Iterator接口的对象**

任何Iterator接口的对象，都可以用扩展运算符转为真正的数组。

```javascript
var nodeList = document.querySelectorAll('div');
var array = [...nodeList];
```

上面代码中，`querySelectorAll`方法返回的是一个`nodeList`对象。它不是数组，而是一个类似数组的对象。这时，扩展运算符可以将其转为真正的数组，原因就在于`NodeList`对象实现了Iterator接口。

对于那些没有部署Iterator接口的类似数组的对象，扩展运算符就无法将其转为真正的数组。

```javascript
let arrayLike = {
  '0': 'a',
  '1': 'b',
  '2': 'c',
  length: 3
};

// TypeError: Cannot spread non-iterable object.
let arr = [...arrayLike];
```

上面代码中，`arrayLike`是一个类似数组的对象，但是没有部署Iterator接口，扩展运算符就会报错。这时，可以改为使用`Array.from`方法将`arrayLike`转为真正的数组。

**（6）Map和Set结构，Generator函数**

扩展运算符内部调用的是数据结构的Iterator接口，因此只要具有Iterator接口的对象，都可以使用扩展运算符，比如Map结构。

```javascript
let map = new Map([
  [1, 'one'],
  [2, 'two'],
  [3, 'three'],
]);

let arr = [...map.keys()]; // [1, 2, 3]
```

Generator函数运行后，返回一个遍历器对象，因此也可以使用扩展运算符。

```javascript
var go = function*(){
  yield 1;
  yield 2;
  yield 3;
};

[...go()] // [1, 2, 3]
```

上面代码中，变量`go`是一个Generator函数，执行后返回的是一个遍历器对象，对这个遍历器对象执行扩展运算符，就会将内部遍历得到的值，转为一个数组。

如果对没有`iterator`接口的对象，使用扩展运算符，将会报错。

```javascript
var obj = {a: 1, b: 2};
let arr = [...obj]; // TypeError: Cannot spread non-iterable object
```

## name属性

函数的`name`属性，返回该函数的函数名。

```javascript
function foo() {}
foo.name // "foo"
```

这个属性早就被浏览器广泛支持，但是直到ES6，才将其写入了标准。

需要注意的是，ES6对这个属性的行为做出了一些修改。如果将一个匿名函数赋值给一个变量，ES5的`name`属性，会返回空字符串，而ES6的`name`属性会返回实际的函数名。

```javascript
var func1 = function () {};

// ES5
func1.name // ""

// ES6
func1.name // "func1"
```

上面代码中，变量`func1`等于一个匿名函数，ES5和ES6的`name`属性返回的值不一样。

如果将一个具名函数赋值给一个变量，则ES5和ES6的`name`属性都返回这个具名函数原本的名字。

```javascript
const bar = function baz() {};

// ES5
bar.name // "baz"

// ES6
bar.name // "baz"
```

`Function`构造函数返回的函数实例，`name`属性的值为“anonymous”。

```javascript
(new Function).name // "anonymous"
```

`bind`返回的函数，`name`属性值会加上“bound ”前缀。

```javascript
function foo() {};
foo.bind({}).name // "bound foo"

(function(){}).bind({}).name // "bound "
```

## 箭头函数

### 基本用法

ES6允许使用“箭头”（`=>`）定义函数。

```javascript
var f = v => v;
```

上面的箭头函数等同于：

```javascript
var f = function(v) {
  return v;
};
```

如果箭头函数不需要参数或需要多个参数，就使用一个圆括号代表参数部分。

```javascript
var f = () => 5;
// 等同于
var f = function () { return 5 };

var sum = (num1, num2) => num1 + num2;
// 等同于
var sum = function(num1, num2) {
  return num1 + num2;
};
```

如果箭头函数的代码块部分多于一条语句，就要使用大括号将它们括起来，并且使用`return`语句返回。

```javascript
var sum = (num1, num2) => { return num1 + num2; }
```

由于大括号被解释为代码块，所以如果箭头函数直接返回一个对象，必须在对象外面加上括号。

```javascript
var getTempItem = id => ({ id: id, name: "Temp" });
```

箭头函数可以与变量解构结合使用。

```javascript
const full = ({ first, last }) => first + ' ' + last;

// 等同于
function full(person) {
  return person.first + ' ' + person.last;
}
```

箭头函数使得表达更加简洁。

```javascript
const isEven = n => n % 2 == 0;
const square = n => n * n;
```

上面代码只用了两行，就定义了两个简单的工具函数。如果不用箭头函数，可能就要占用多行，而且还不如现在这样写醒目。

箭头函数的一个用处是简化回调函数。

```javascript
// 正常函数写法
[1,2,3].map(function (x) {
  return x * x;
});

// 箭头函数写法
[1,2,3].map(x => x * x);
```

另一个例子是

```javascript
// 正常函数写法
var result = values.sort(function (a, b) {
  return a - b;
});

// 箭头函数写法
var result = values.sort((a, b) => a - b);
```

下面是rest参数与箭头函数结合的例子。

```javascript
const numbers = (...nums) => nums;

numbers(1, 2, 3, 4, 5)
// [1,2,3,4,5]

const headAndTail = (head, ...tail) => [head, tail];

headAndTail(1, 2, 3, 4, 5)
// [1,[2,3,4,5]]
```

### 使用注意点

箭头函数有几个使用注意点。

（1）函数体内的`this`对象，就是定义时所在的对象，而不是使用时所在的对象。

（2）不可以当作构造函数，也就是说，不可以使用`new`命令，否则会抛出一个错误。

（3）不可以使用`arguments`对象，该对象在函数体内不存在。如果要用，可以用Rest参数代替。

（4）不可以使用`yield`命令，因此箭头函数不能用作Generator函数。

上面四点中，第一点尤其值得注意。`this`对象的指向是可变的，但是在箭头函数中，它是固定的。

```javascript
function foo() {
  setTimeout(() => {
    console.log('id:', this.id);
  }, 100);
}

var id = 21;

foo.call({ id: 42 });
// id: 42
```

上面代码中，`setTimeout`的参数是一个箭头函数，这个箭头函数的定义生效是在`foo`函数生成时，而它的真正执行要等到100毫秒后。如果是普通函数，执行时`this`应该指向全局对象`window`，这时应该输出`21`。但是，箭头函数导致`this`总是指向函数定义生效时所在的对象（本例是`{id: 42}`），所以输出的是`42`。

箭头函数可以让`setTimeout`里面的`this`，绑定定义时所在的作用域，而不是指向运行时所在的作用域。下面是另一个例子。

```javascript
function Timer() {
  this.s1 = 0;
  this.s2 = 0;
  // 箭头函数
  setInterval(() => this.s1++, 1000);
  // 普通函数
  setInterval(function () {
    this.s2++;
  }, 1000);
}

var timer = new Timer();

setTimeout(() => console.log('s1: ', timer.s1), 3100);
setTimeout(() => console.log('s2: ', timer.s2), 3100);
// s1: 3
// s2: 0
```

上面代码中，`Timer`函数内部设置了两个定时器，分别使用了箭头函数和普通函数。前者的`this`绑定定义时所在的作用域（即`Timer`函数），后者的`this`指向运行时所在的作用域（即全局对象）。所以，3100毫秒之后，`timer.s1`被更新了3次，而`timer.s2`一次都没更新。

箭头函数可以让`this`指向固定化，这种特性很有利于封装回调函数。下面是一个例子，DOM事件的回调函数封装在一个对象里面。

```javascript
var handler = {
  id: '123456',

  init: function() {
    document.addEventListener('click',
      event => this.doSomething(event.type), false);
  },

  doSomething: function(type) {
    console.log('Handling ' + type  + ' for ' + this.id);
  }
};
```

上面代码的`init`方法中，使用了箭头函数，这导致这个箭头函数里面的`this`，总是指向`handler`对象。否则，回调函数运行时，`this.doSomething`这一行会报错，因为此时`this`指向`document`对象。

`this`指向的固定化，并不是因为箭头函数内部有绑定`this`的机制，实际原因是箭头函数根本没有自己的`this`，导致内部的`this`就是外层代码块的`this`。正是因为它没有`this`，所以也就不能用作构造函数。

所以，箭头函数转成ES5的代码如下。

```javascript
// ES6
function foo() {
  setTimeout(() => {
    console.log('id:', this.id);
  }, 100);
}

// ES5
function foo() {
  var _this = this;

  setTimeout(function () {
    console.log('id:', _this.id);
  }, 100);
}
```

上面代码中，转换后的ES5版本清楚地说明了，箭头函数里面根本没有自己的`this`，而是引用外层的`this`。

请问下面的代码之中有几个`this`？

```javascript
function foo() {
  return () => {
    return () => {
      return () => {
        console.log('id:', this.id);
      };
    };
  };
}

var f = foo.call({id: 1});

var t1 = f.call({id: 2})()(); // id: 1
var t2 = f().call({id: 3})(); // id: 1
var t3 = f()().call({id: 4}); // id: 1
```

上面代码之中，只有一个`this`，就是函数`foo`的`this`，所以`t1`、`t2`、`t3`都输出同样的结果。因为所有的内层函数都是箭头函数，都没有自己的`this`，它们的`this`其实都是最外层`foo`函数的`this`。

除了`this`，以下三个变量在箭头函数之中也是不存在的，指向外层函数的对应变量：`arguments`、`super`、`new.target`。

```javascript
function foo() {
  setTimeout(() => {
    console.log('args:', arguments);
  }, 100);
}

foo(2, 4, 6, 8)
// args: [2, 4, 6, 8]
```

上面代码中，箭头函数内部的变量`arguments`，其实是函数`foo`的`arguments`变量。

另外，由于箭头函数没有自己的`this`，所以当然也就不能用`call()`、`apply()`、`bind()`这些方法去改变`this`的指向。

```javascript
(function() {
  return [
    (() => this.x).bind({ x: 'inner' })()
  ];
}).call({ x: 'outer' });
// ['outer']
```

上面代码中，箭头函数没有自己的`this`，所以`bind`方法无效，内部的`this`指向外部的`this`。

长期以来，JavaScript语言的`this`对象一直是一个令人头痛的问题，在对象方法中使用`this`，必须非常小心。箭头函数”绑定”`this`，很大程度上解决了这个困扰。

### 嵌套的箭头函数

箭头函数内部，还可以再使用箭头函数。下面是一个ES5语法的多重嵌套函数。

```javascript
function insert(value) {
  return {into: function (array) {
    return {after: function (afterValue) {
      array.splice(array.indexOf(afterValue) + 1, 0, value);
      return array;
    }};
  }};
}

insert(2).into([1, 3]).after(1); //[1, 2, 3]
```

上面这个函数，可以使用箭头函数改写。

```javascript
let insert = (value) => ({into: (array) => ({after: (afterValue) => {
  array.splice(array.indexOf(afterValue) + 1, 0, value);
  return array;
}})});

insert(2).into([1, 3]).after(1); //[1, 2, 3]
```

下面是一个部署管道机制（pipeline）的例子，即前一个函数的输出是后一个函数的输入。

```javascript
const pipeline = (...funcs) =>
  val => funcs.reduce((a, b) => b(a), val);

const plus1 = a => a + 1;
const mult2 = a => a * 2;
const addThenMult = pipeline(plus1, mult2);

addThenMult(5)
// 12
```

如果觉得上面的写法可读性比较差，也可以采用下面的写法。

```javascript
const plus1 = a => a + 1;
const mult2 = a => a * 2;

mult2(plus1(5))
// 12
```

箭头函数还有一个功能，就是可以很方便地改写λ演算。

```javascript
// λ演算的写法
fix = λf.(λx.f(λv.x(x)(v)))(λx.f(λv.x(x)(v)))

// ES6的写法
var fix = f => (x => f(v => x(x)(v)))
               (x => f(v => x(x)(v)));
```

上面两种写法，几乎是一一对应的。由于λ演算对于计算机科学非常重要，这使得我们可以用ES6作为替代工具，探索计算机科学。

## 函数绑定

箭头函数可以绑定`this`对象，大大减少了显式绑定`this`对象的写法（`call`、`apply`、`bind`）。但是，箭头函数并不适用于所有场合，所以ES7提出了“函数绑定”（function bind）运算符，用来取代`call`、`apply`、`bind`调用。虽然该语法还是ES7的一个[提案](https://github.com/zenparsing/es-function-bind)，但是Babel转码器已经支持。

函数绑定运算符是并排的两个双冒号（::），双冒号左边是一个对象，右边是一个函数。该运算符会自动将左边的对象，作为上下文环境（即this对象），绑定到右边的函数上面。

```javascript
foo::bar;
// 等同于
bar.bind(foo);

foo::bar(...arguments);
// 等同于
bar.apply(foo, arguments);

const hasOwnProperty = Object.prototype.hasOwnProperty;
function hasOwn(obj, key) {
  return obj::hasOwnProperty(key);
}
```

如果双冒号左边为空，右边是一个对象的方法，则等于将该方法绑定在该对象上面。

```javascript
var method = obj::obj.foo;
// 等同于
var method = ::obj.foo;

let log = ::console.log;
// 等同于
var log = console.log.bind(console);
```

由于双冒号运算符返回的还是原对象，因此可以采用链式写法。

```javascript
// 例一
import { map, takeWhile, forEach } from "iterlib";

getPlayers()
::map(x => x.character())
::takeWhile(x => x.strength > 100)
::forEach(x => console.log(x));

// 例二
let { find, html } = jake;

document.querySelectorAll("div.myClass")
::find("p")
::html("hahaha");
```

## 尾调用优化

### 什么是尾调用？

尾调用（Tail Call）是函数式编程的一个重要概念，本身非常简单，一句话就能说清楚，就是指某个函数的最后一步是调用另一个函数。

```javascript
function f(x){
  return g(x);
}
```

上面代码中，函数f的最后一步是调用函数g，这就叫尾调用。

以下三种情况，都不属于尾调用。

```javascript
// 情况一
function f(x){
  let y = g(x);
  return y;
}

// 情况二
function f(x){
  return g(x) + 1;
}

// 情况三
function f(x){
  g(x);
}
```

上面代码中，情况一是调用函数g之后，还有赋值操作，所以不属于尾调用，即使语义完全一样。情况二也属于调用后还有操作，即使写在一行内。情况三等同于下面的代码。

```javascript
function f(x){
  g(x);
  return undefined;
}
```

尾调用不一定出现在函数尾部，只要是最后一步操作即可。

```javascript
function f(x) {
  if (x > 0) {
    return m(x)
  }
  return n(x);
}
```

上面代码中，函数m和n都属于尾调用，因为它们都是函数f的最后一步操作。

### 尾调用优化

尾调用之所以与其他调用不同，就在于它的特殊的调用位置。

我们知道，函数调用会在内存形成一个“调用记录”，又称“调用帧”（call frame），保存调用位置和内部变量等信息。如果在函数A的内部调用函数B，那么在A的调用帧上方，还会形成一个B的调用帧。等到B运行结束，将结果返回到A，B的调用帧才会消失。如果函数B内部还调用函数C，那就还有一个C的调用帧，以此类推。所有的调用帧，就形成一个“调用栈”（call stack）。

尾调用由于是函数的最后一步操作，所以不需要保留外层函数的调用帧，因为调用位置、内部变量等信息都不会再用到了，只要直接用内层函数的调用帧，取代外层函数的调用帧就可以了。

```javascript
function f() {
  let m = 1;
  let n = 2;
  return g(m + n);
}
f();

// 等同于
function f() {
  return g(3);
}
f();

// 等同于
g(3);
```

上面代码中，如果函数g不是尾调用，函数f就需要保存内部变量m和n的值、g的调用位置等信息。但由于调用g之后，函数f就结束了，所以执行到最后一步，完全可以删除 f(x) 的调用帧，只保留 g(3) 的调用帧。

这就叫做“尾调用优化”（Tail call optimization），即只保留内层函数的调用帧。如果所有函数都是尾调用，那么完全可以做到每次执行时，调用帧只有一项，这将大大节省内存。这就是“尾调用优化”的意义。

注意，只有不再用到外层函数的内部变量，内层函数的调用帧才会取代外层函数的调用帧，否则就无法进行“尾调用优化”。

```javascript
function addOne(a){
  var one = 1;
  function inner(b){
    return b + one;
  }
  return inner(a);
}
```

上面的函数不会进行尾调用优化，因为内层函数`inner`用到了外层函数`addOne`的内部变量`one`。

### 尾递归

函数调用自身，称为递归。如果尾调用自身，就称为尾递归。

递归非常耗费内存，因为需要同时保存成千上百个调用帧，很容易发生“栈溢出”错误（stack overflow）。但对于尾递归来说，由于只存在一个调用帧，所以永远不会发生“栈溢出”错误。

```javascript
function factorial(n) {
  if (n === 1) return 1;
  return n * factorial(n - 1);
}

factorial(5) // 120
```

上面代码是一个阶乘函数，计算n的阶乘，最多需要保存n个调用记录，复杂度 O(n) 。

如果改写成尾递归，只保留一个调用记录，复杂度 O(1) 。

```javascript
function factorial(n, total) {
  if (n === 1) return total;
  return factorial(n - 1, n * total);
}

factorial(5, 1) // 120
```

还有一个比较著名的例子，就是计算fibonacci 数列，也能充分说明尾递归优化的重要性

如果是非尾递归的fibonacci 递归方法

```javascript
function Fibonacci (n) {
  if ( n <= 1 ) {return 1};

  return Fibonacci(n - 1) + Fibonacci(n - 2);
}

Fibonacci(10); // 89
// Fibonacci(100)
// Fibonacci(500)
// 堆栈溢出了
```

如果我们使用尾递归优化过的fibonacci 递归算法

```javascript
function Fibonacci2 (n , ac1 = 1 , ac2 = 1) {
  if( n <= 1 ) {return ac2};

  return Fibonacci2 (n - 1, ac2, ac1 + ac2);
}

Fibonacci2(100) // 573147844013817200000
Fibonacci2(1000) // 7.0330367711422765e+208
Fibonacci2(10000) // Infinity
```

由此可见，“尾调用优化”对递归操作意义重大，所以一些函数式编程语言将其写入了语言规格。ES6也是如此，第一次明确规定，所有ECMAScript的实现，都必须部署“尾调用优化”。这就是说，在ES6中，只要使用尾递归，就不会发生栈溢出，相对节省内存。

### 递归函数的改写

尾递归的实现，往往需要改写递归函数，确保最后一步只调用自身。做到这一点的方法，就是把所有用到的内部变量改写成函数的参数。比如上面的例子，阶乘函数 factorial 需要用到一个中间变量 total ，那就把这个中间变量改写成函数的参数。这样做的缺点就是不太直观，第一眼很难看出来，为什么计算5的阶乘，需要传入两个参数5和1？

两个方法可以解决这个问题。方法一是在尾递归函数之外，再提供一个正常形式的函数。

```javascript
function tailFactorial(n, total) {
  if (n === 1) return total;
  return tailFactorial(n - 1, n * total);
}

function factorial(n) {
  return tailFactorial(n, 1);
}

factorial(5) // 120
```

上面代码通过一个正常形式的阶乘函数 factorial ，调用尾递归函数 tailFactorial ，看起来就正常多了。

函数式编程有一个概念，叫做柯里化（currying），意思是将多参数的函数转换成单参数的形式。这里也可以使用柯里化。

```javascript
function currying(fn, n) {
  return function (m) {
    return fn.call(this, m, n);
  };
}

function tailFactorial(n, total) {
  if (n === 1) return total;
  return tailFactorial(n - 1, n * total);
}

const factorial = currying(tailFactorial, 1);

factorial(5) // 120
```

上面代码通过柯里化，将尾递归函数 tailFactorial 变为只接受1个参数的 factorial 。

第二种方法就简单多了，就是采用ES6的函数默认值。

```javascript
function factorial(n, total = 1) {
  if (n === 1) return total;
  return factorial(n - 1, n * total);
}

factorial(5) // 120
```

上面代码中，参数 total 有默认值1，所以调用时不用提供这个值。

总结一下，递归本质上是一种循环操作。纯粹的函数式编程语言没有循环操作命令，所有的循环都用递归实现，这就是为什么尾递归对这些语言极其重要。对于其他支持“尾调用优化”的语言（比如Lua，ES6），只需要知道循环可以用递归代替，而一旦使用递归，就最好使用尾递归。

### 严格模式

ES6的尾调用优化只在严格模式下开启，正常模式是无效的。

这是因为在正常模式下，函数内部有两个变量，可以跟踪函数的调用栈。

- `func.arguments`：返回调用时函数的参数。
- `func.caller`：返回调用当前函数的那个函数。

尾调用优化发生时，函数的调用栈会改写，因此上面两个变量就会失真。严格模式禁用这两个变量，所以尾调用模式仅在严格模式下生效。

```javascript
function restricted() {
  "use strict";
  restricted.caller;    // 报错
  restricted.arguments; // 报错
}
restricted();
```

### 尾递归优化的实现

尾递归优化只在严格模式下生效，那么正常模式下，或者那些不支持该功能的环境中，有没有办法也使用尾递归优化呢？回答是可以的，就是自己实现尾递归优化。

它的原理非常简单。尾递归之所以需要优化，原因是调用栈太多，造成溢出，那么只要减少调用栈，就不会溢出。怎么做可以减少调用栈呢？就是采用“循环”换掉“递归”。

下面是一个正常的递归函数。

```javascript
function sum(x, y) {
  if (y > 0) {
    return sum(x + 1, y - 1);
  } else {
    return x;
  }
}

sum(1, 100000)
// Uncaught RangeError: Maximum call stack size exceeded(…)
```

上面代码中，`sum`是一个递归函数，参数`x`是需要累加的值，参数`y`控制递归次数。一旦指定`sum`递归100000次，就会报错，提示超出调用栈的最大次数。

蹦床函数（trampoline）可以将递归执行转为循环执行。

```javascript
function trampoline(f) {
  while (f && f instanceof Function) {
    f = f();
  }
  return f;
}
```

上面就是蹦床函数的一个实现，它接受一个函数`f`作为参数。只要`f`执行后返回一个函数，就继续执行。注意，这里是返回一个函数，然后执行该函数，而不是函数里面调用函数，这样就避免了递归执行，从而就消除了调用栈过大的问题。

然后，要做的就是将原来的递归函数，改写为每一步返回另一个函数。

```javascript
function sum(x, y) {
  if (y > 0) {
    return sum.bind(null, x + 1, y - 1);
  } else {
    return x;
  }
}
```

上面代码中，`sum`函数的每次执行，都会返回自身的另一个版本。

现在，使用蹦床函数执行`sum`，就不会发生调用栈溢出。

```javascript
trampoline(sum(1, 100000))
// 100001
```

蹦床函数并不是真正的尾递归优化，下面的实现才是。

```javascript
function tco(f) {
  var value;
  var active = false;
  var accumulated = [];

  return function accumulator() {
    accumulated.push(arguments);
    if (!active) {
      active = true;
      while (accumulated.length) {
        value = f.apply(this, accumulated.shift());
      }
      active = false;
      return value;
    }
  };
}

var sum = tco(function(x, y) {
  if (y > 0) {
    return sum(x + 1, y - 1)
  }
  else {
    return x
  }
});

sum(1, 100000)
// 100001
```

上面代码中，`tco`函数是尾递归优化的实现，它的奥妙就在于状态变量`active`。默认情况下，这个变量是不激活的。一旦进入尾递归优化的过程，这个变量就激活了。然后，每一轮递归`sum`返回的都是`undefined`，所以就避免了递归执行；而`accumulated`数组存放每一轮`sum`执行的参数，总是有值的，这就保证了`accumulator`函数内部的`while`循环总是会执行。这样就很巧妙地将“递归”改成了“循环”，而后一轮的参数会取代前一轮的参数，保证了调用栈只有一层。

## 函数参数的尾逗号

ES7有一个[提案](https://github.com/jeffmo/es-trailing-function-commas)，允许函数的最后一个参数有尾逗号（trailing comma）。

目前，函数定义和调用时，都不允许有参数的尾逗号。

```javascript
function clownsEverywhere(
  param1,
  param2
) { /* ... */ }

clownsEverywhere(
  'foo',
  'bar'
);
```

如果以后要在函数的定义之中添加参数，就势必还要添加一个逗号。这对版本管理系统来说，就会显示，添加逗号的那一行也发生了变动。这看上去有点冗余，因此新提案允许定义和调用时，尾部直接有一个逗号。

```javascript
function clownsEverywhere(
  param1,
  param2,
) { /* ... */ }

clownsEverywhere(
  'foo',
  'bar',
);
```